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Apr 24, 2024

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12664 (2023) Citer cet article

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L’infertilité ou l’hypofertilité constitue un obstacle majeur à la production bovine durable, y compris chez les génisses. Le développement de génisses qui ne produisent pas de veau dans un délai optimal est un facteur essentiel pour la rentabilité et la durabilité de l’industrie bovine. En parallèle, les génisses constituent un excellent modèle biomédical pour comprendre l’étiologie sous-jacente de l’infertilité, car des génisses bien nourries peuvent toujours être stériles, principalement en raison de causes physiologiques et génétiques inhérentes. À l'aide d'une puce de polymorphisme nucléotidique unique (SNP) de haute densité, nous avons collecté des données génotypiques, qui ont été analysées à l'aide d'une analyse d'association dans PLINK avec le test exact de Fisher. Nous avons également produit des données quantitatives sur le transcriptome et le protéome. Les données du transcriptome ont été analysées à l'aide du test de quasi-vraisemblance suivi du test de Wald, et les données du test de vraisemblance et du protéome ont été analysées à l'aide d'un modèle mixte généralisé et du test t de Student. Nous avons identifié deux SNP associés de manière significative à la fertilité des génisses (rs110918927, chr12 : 85648422, P = 6,7 × 10−7 ; et rs109366560, chr11 : 37666527, P = 2,6 × 10−5). Nous avons identifié deux gènes avec une abondance différentielle de transcrits (eFDR ≤ 0,002) entre les deux groupes (fertiles et sous-fertiles) : Adipocyte Plasma Membrane Associated Protein (APMAP, 1,16 abondance en plus dans le groupe fertile) et Dynein Axonemal Intermediate Chain 7 (DNAI7, 1,23 plus grande abondance dans le groupe Sub-Fertile). Notre analyse a révélé que la protéine dioxygénase dépendante de l'alpha-cétoglutarate FTO était plus abondante dans le plasma prélevé sur les génisses fertiles par rapport à leurs homologues sous-fertiles (FDR < 0,05). Enfin, une analyse intégrative des trois ensembles de données a identifié une série de caractéristiques moléculaires (SNP, transcrits génétiques et protéines) qui ont discriminé correctement 21 génisses sur 22 en fonction de leur catégorie de fertilité. Nos analyses multi-omiques confirment la nature complexe de la fertilité féminine. Très important, nos résultats mettent également en évidence des différences dans le profil moléculaire des génisses associées à la fertilité qui transcendent les contraintes du bagage génétique spécifique à la race.

Les dernières données de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture montrent qu'en 2020, plus de 46 % de l'apport quotidien en protéines dans le monde provenait d'aliments d'origine animale (FAO-STATS). La viande et le lait bovins représentaient 12,8 % de l’approvisionnement total en protéines dans le monde en 2020 (FAO-STATS). Ces chiffres soulignent l’importance de la production bovine pour répondre à la demande croissante de protéines à l’échelle mondiale1. L’infertilité ou l’hypofertilité constitue un obstacle majeur à la production bovine durable2, y compris chez les génisses. Par exemple, environ 15 %3 et 5 %4 des génisses de boucherie et laitières, respectivement, ne vêlent pas à l'âge de 24 mois. Les génisses qui vêlent à un âge optimal ont une plus grande productivité et une plus grande longévité dans le troupeau5,6,7,8,9,10. Par conséquent, l’identification des génisses présentant une fertilité optimale constitue une approche prometteuse pour améliorer la durabilité de la production bovine.

L'héritabilité des valeurs génétiques pour la fertilité des génisses est souvent faible pour les génisses de boucherie11,12,13,14,15,16,17 et laitières18,19,20,21,22,23, ce qui indique qu'il existe de multiples facteurs génétiques ayant un impact sur ce complexe. trait au-delà des effets génétiques additifs. Une autre voie potentielle pour comprendre l’infertilité est l’utilisation du phénotypage moléculaire24. Les efforts pionniers se sont concentrés sur les études d'association pangénomiques (GWAS) pour identifier les marqueurs génétiques associés à la fertilité des génisses4,12,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37, 38, mais seuls quelques-uns semblent reproductibles d’une population à l’autre37. Des efforts plus récents se sont également concentrés sur les ensembles de données du transcriptome39,40,41 et du métabolome42 caractérisant ces molécules dans des échantillons de sang. Encore une fois, des gènes limités ont été identifiés avec une abondance différentielle de transcriptions dans les ensembles de données39. De nombreuses recherches sont nécessaires pour identifier les caractéristiques moléculaires qui peuvent aider à expliquer l’aptitude à la fertilité.